原鋁是鋁電解生產(chǎn)過程的中間產(chǎn)品,其品質(zhì)的高低直接決定著最終產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。原鋁質(zhì)量越高,生產(chǎn)出的鋁合金產(chǎn)品性能就越好,給電解鋁企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)效益就越高。因此,如何降低原鋁中的雜質(zhì),提升原鋁的品質(zhì),是改善電解鋁企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵之一。本文對影響原鋁品質(zhì)的主要因素進(jìn)行了分析,并提出提高原鋁質(zhì)量的解決方法。供企業(yè)參考。一、原鋁質(zhì)量的影響因素:
(一)原、輔料的影響電解鋁生產(chǎn)過程中,所用的主要原料為氧化鋁、輔料為氟化鹽。在電解過程中,比鋁電極電位正的元素優(yōu)先在陰極上析出,熔解在鋁液內(nèi),影響原鋁的品質(zhì)。表2列出每生產(chǎn)1t鋁,主要雜質(zhì)元素Fe、Si由原、輔料帶入的量。
(二)陽極炭塊對原鋁質(zhì)量的影響陽極炭塊內(nèi)的雜質(zhì)大多是由石油焦帶來的。石油焦中所含的雜質(zhì)主要有Ca、Si、Mg、Fe、S、Ni、Al、Na、P、V等,其中P、V不僅增加雜質(zhì)含量,而且會明顯降低電流效率。據(jù)統(tǒng)計,每生產(chǎn)1t鋁,由陽極炭塊帶來的雜質(zhì)Si和Fe的含量分別為0.12~0.19kg和0.25~0.40kg。
(三)鐵制工具的影響在電解生產(chǎn)過程中,鋁電解工進(jìn)行撈渣作業(yè)用的撈渣勺,測量工進(jìn)行參數(shù)測量的鐵鉗,打殼系統(tǒng)進(jìn)行原料添加所用的打殼錘頭等,這些工具由于工作高溫、腐蝕的條件下,使得Fe元素進(jìn)入鋁液,造成原鋁品質(zhì)的下降。
(四)工藝參數(shù)鋁電解過程是一個極為復(fù)雜的物理化學(xué)和電化學(xué)過程,受磁場平衡、物料平衡、電壓平衡、熱平衡等多因素的共同影響。在工藝參數(shù)中,氧化鋁濃度、槽電壓、電解質(zhì)成分、兩水平、過熱度等都是影響電解槽系統(tǒng)平衡的重要指標(biāo)。對槽內(nèi)原鋁品質(zhì)影響最直接的因素是熱平衡,而過熱度是控制熱平衡的核心,其主要受電解質(zhì)成分、兩水平、槽電壓的影響。當(dāng)過熱度偏高時,容易造成槽溫升高,進(jìn)而熔化爐幫,造成電解質(zhì)水平的上升,出現(xiàn)涮鋼爪的現(xiàn)象,使得雜質(zhì)元素鐵、硅含量的上升,降低原鋁品質(zhì)。
二、提高原鋁質(zhì)量的途徑:
(一)使用質(zhì)量好的原材料對每批次氧化鋁、氟化鹽等原輔料的化學(xué)成分進(jìn)行分析,把好原料質(zhì)量關(guān),堅持使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的原料。(二)提高陽極炭塊的組裝澆注質(zhì)量陽極炭塊組裝前,要認(rèn)真檢查陽極炭塊質(zhì)量、鋼爪表面的清潔和導(dǎo)桿的校正是否達(dá)到規(guī)定要求。組裝過程中,陽極鋼爪位置要調(diào)整到位,澆注的磷生鐵要飽滿,澆注結(jié)束后要清理干凈鋼爪周圍多余的鐵渣。防止陽極裝入電解槽后出現(xiàn)脫極現(xiàn)象,或鐵渣溶入到電解質(zhì)中。
(三)加強(qiáng)操作質(zhì)量的管理1嚴(yán)格日常操作管理:電解工人在使用大鉤、鐵鉗進(jìn)行撈渣作業(yè)時,不得將其在電解質(zhì)或鋁液中浸泡太久,發(fā)紅變軟后立即更換,以免熔化污染原鋁;2加強(qiáng)對電解槽的日常巡檢:發(fā)現(xiàn)電解槽爐底板溫度偏高、鋼窗口溫度高等異常情況,及時進(jìn)行處理,減少電解槽的早期破損,保證電解槽長期穩(wěn)定運(yùn)行,才能做到原鋁質(zhì)量的長期優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定;3定期檢查陽極運(yùn)行情況:發(fā)現(xiàn)陽極有泡爪、掉塊、脫極、氧化、裂紋、鋼爪發(fā)紅、陽極殼面塌陷等情況及時處理,電解質(zhì)較高時,要勤檢查陽極,避免出現(xiàn)涮鋼爪的現(xiàn)象。
(四)保持匹配的技術(shù)條件1保持合適的電解質(zhì)水平,避免因電解質(zhì)水平過高而造成陽極鋼爪熔化;2保持合適的鋁水平,槽內(nèi)鋁量是電解槽熱收支平衡的重要指標(biāo)。鋁水平過高,則留在槽內(nèi)的鋁量增大,造成電解槽散熱量增加,使槽溫下降,導(dǎo)致爐底變冷而出現(xiàn)沉淀。如果不及時處理,爐底狀況惡化,熱阻增加,通過爐底熱量減少,從而加大側(cè)部散熱,造成爐幫熔化,爐幫中沉積的雜質(zhì)重返電解槽中。當(dāng)留在槽子內(nèi)的鋁量過少電解槽會走熱趨勢,大量熱量向爐底傳遞,在化爐底沉淀的同時,也增加了陰極破損的可能性,更有可能造成漏爐的危險;3保持合適的過熱度,一旦過熱度偏高,將熔化爐幫,造成爐膛面積和鋁液鏡面增大,其水平電流密度也隨之增大,在強(qiáng)磁場的作用下將產(chǎn)生強(qiáng)大的推力,加速鋁液運(yùn)動,出現(xiàn)大幅度槽電壓擺,同時也會加速電解質(zhì)的流速,加大了電解質(zhì)涮爪的力度,造成鋁液含鐵量的增加。影響原鋁質(zhì)量的主要因素之間,并不是孤立單一的,而是相互聯(lián)系的。要想得到較高的原鋁質(zhì)量,除了要保證優(yōu)良的原料及輔助材料的質(zhì)量外,還要優(yōu)化工藝技術(shù)條件,嚴(yán)格技術(shù)管理。
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